在大数据时代,为了保证海量数据访问的安全性和便捷性,越来越多的人选择将个人有价值的数据存储在云端。然而,目前的云端服务往往由单一服务商维护,存在中心化服务器一旦被攻击,则全员信息都泄露的风险。此外,传统的云存储模式依赖于特定的服务提供商,且多个云服务之间往往是互不兼容的。这就使得使用不同云服务的组织之间想要进行数据分享是困难的。区块链为以上两大挑战提供了解决思路。与传统的云存储架构不同,区块链是一种多方参与的分布式技术,为全球用户共有,不存在单点信任的问题。此外,其具有天然的跨域和去信任环境,可以很好地解决跨域环境数据分享需求时的平台兼容问题。本文从拥有海量数据的不可信物联网(Internet of things,Io T)环境通讯和迫切需要解决数据分享的医疗环境两大场景入手,基于区块链分别设计了适用于其需求的协议。随着海量物联网设备的接入,目前中心化的体系管理结构已然无法很好地为其提供管理和安全维护。为了保证群通讯的安全性,本文结合物联网设备特有的低能属性,基于区块链技术提出了一种兼容安全性和高效性的分布式群密钥协商协议。其中在密钥生成阶段,该协议结合物联网环境下各类设备的异构特性对设备进行分群分层处理,大大地较低了海量设备的密钥协商能耗。在密钥更新阶段,通过智能合约机制制定不同的密钥更新策略,可有效保证群通讯的前向安全性和后向安全性。针对医疗数据分享难的问题,本课题从同级公立医院间数据分享和上下级医院间数据分享两条业务线入手,基于区块链技术分别设计了适用于相应场景下的群数据分享协议。在整个协议设计过程中,使用病人独有的生物信息和身份信息共同标识其就诊信息,以保证病人对个人医疗数据的所有权。在同级公立医院间的数据分享过程中,每一个有权限的公立医院都被视为区块链网络中的一个可信共识节点,用来对每一次的医疗数据请求进行共识验证。而针对上下级医院间的数据分享,我们基于身份认证的方式来对底层数据请求者的身份进行验证,从而实现医疗数据的分享。与其他基于区块链的数据分享协议不同,本文将待分享的数据信息在分享之前进行了概要抽取的预处理,使得我们的协议在保证数据分享的前提下,不对数据分享方的其他数据造成威胁,从而保证其隐私安全。